Окислительное декарбоксилирование а-кетокислот

Окислительное декарбоксилирование а-кетокислот в карбо-новые кислоты с уменьшенной на один атом цепью углеродных атомов осуществляется при участии системы ферментов. Через ряд каталитических превращений пировиноградная кислота, являющаяся одним из продуктов углеводного обмена ( в частности гликолиза), в виде продукта ее декарбоксилирова-ния и дегидрирования - высоко макроэргического ацетил - КоА - вводится в цикл трикарбоновых кислот в звене превращений ща-велевоуксусной кислоты в лимонную кислоту и в конечном счете окисляется в двуокись углерода и воду. Первичное расщепление пировиноградной кислоты с отделением двуокиси углерода осуществляет ТДФ. В последующих превращениях образовавшегося ацильного остатка окислительным агентом служит  а-липоевая кислота, которая сама при этом подвергается восстановительному ацилированию при каталитическом действии пируватдегидрогеназы в 6-ацетилдигидролипоевую кислоту. Аминокислоты декарбоксилируют только а-кетокислоты. Триметилпировиноградная кислота не декарбоксилируется. Установлено, что а-кетокислоты, воз-никшие в процессе дезаминирования а-аминокислот, могут подвергаться в животных тканях д е к а р-боксилированию и одновременному окислению в жирную кислоту. Так же как а-кетокислоты, а, р-ненасыщенные кетоны не взаимодействуют с надкислотами, поскольку С С-связь в этом случае носит электрофильный, а не нуклеофильный характер. Тидрокси - и а-кетокислоты не расщепляются под действием Н1О4, но эта реакция идет с тетраацетатом свинца, На02 в щелочной среде и другими реагентами. Такие реакции представляют собой окислительное декарбоксилирование. Окисление пирувата до ацетил-КоА происходит при участии ряда ферментов и коферментов, объединенных структурно в мультиферментную систему, получившую название «пируватдегидрогеназный ком-плекс». На I стадии этого процесса пируват  теряет свою карбоксильную группу в результате взаимодействия с тиа-минпирофосфатом (ТПФ) в составе активного центра фермента пируватдегидрогеназы (E1). На II стадии оксиэтильная группа комплекса E1–ТПФ–СНОН–СН3 окисляется с образованием ацетильной группы, которая одновременно переносится на амид липоевой кислоты (кофермент), связанной с ферментом дигидро-ли-поилацетилтрансферазой (Е2). Этот фермент катализирует III стадию – перенос ацетильной группы на коэнзим КоА (HS-KoA) с образованием конечного продукта ацетил-КоА, который является высокоэнергетическим (макроэргическим) соединением. На IV стадии регенерируется окисленная форма липоамида из восста-новленного комплекса дигидролипоамид–Е2. При участии фер-мента дигидролипоилдегидрогеназы (Е3) осуществляется перенос атомов водорода от восстановленных сульфгидрильных групп дигидролипоамида на ФАД, который выполняет роль простетиче-ской группы данного фермента и прочно с ним связан. На V стадии восстановленный ФАДН2 дигидро-липоилдегидрогеназы передает водород на кофермент НАД с образованием НАДН + Н+. Процесс окислительного декарбоксилирования пирувата происходит в матриксе митохондрий. В нем принимают участие (в составе сложного мультиферментного комплекса) 3 фермента (пируватдегидрогеназа, ди-гидролипоилацетилтрансфераза, дигидролипоилдегидрогеназа) и 5 кофер-ментов (ТПФ, амид липоевой кислоты, коэнзим А, ФАД и НАД), из которых три относительно прочно связаны с ферментами (ТПФ-E1, ли-по-амид-Е2 и ФАД-Е3), а два – легко диссоциируют (HS-KoA и НАД).Рис. Механизм действия пируватдегидрогеназного комплек-са. Е1 - пируватдегидрогеназа; Е2 - ди-гидролипоил-ацетилтрансфсраза; Е3 -дигидролипоилдегидрогеназа; цифры в кружках обозначают стадии процесса. Суммарную реакцию, катализируемую пируватдегидрогеназным комплексом, можно представить следующим образом: Пируват + НАД+ + HS-KoA –> Ацетил-КоА + НАДН + Н+ + СO2. Образовавшийся в процессе окислительного декарбоксилирования аце-тил-КоА подвергается дальнейшему окислению с образованием СО2 и Н2О. Полное окисление ацетил-КоА происходит в цикле трикарбоновых кислот (цикл Кребса). Этот процесс, так же как окислительное декарбо-ксилирование пирувата, происходит в митохондриях клеток. - Витамины играют важную роль в пищевом рационе человека, обеспечивая необходимые катализаторы для многих реакций организма. Они являются важным компонентом а работе наших организмов. Натуральные витамины против синтетических. Большинство пищевых продуктов уже содержат добавки, также, как и некоторые витамины обладают дешевыми синтетическими добавки. С другой стороны, натуральные витамины являются более дорогими, но в некоторых случая их работа эффективней в тысячи раз.